反应型二烷基脲凝胶剂及有机溶剂的室温凝胶化研究

通常制备有机分子凝胶是在高温下溶解凝胶剂,凝胶剂分子在冷却过程中进行自组装并使有机溶剂凝胶化。该方法限制了某些低沸点溶剂的凝胶化。利用甲苯二异氰酸酯与烷基胺的高反应活性,制备了三种不同烷基链长的反应型凝胶剂甲苯–2, 4–二（N, N’ –烷基）脲。这种反应型凝胶剂能以较低的浓度在室温下使某些芳香族和卤代烃溶剂中形成热可逆的有机分子凝胶。不同烷基链长的亲溶剂作用以及溶剂性质对有机分子凝胶的形成有较大影响。场发射扫描电镜表明这种反应型凝胶剂在有机溶剂中自组装形成纤维状三维网络结构。烷基链长度不同,形成的纤维状聚集体的形态也不同。红外光谱（FT-IR）和核磁共振波谱（1H-NMR）研究表明分子间氢键作用是这种凝胶剂自组装的驱动力。通过X射线衍射（XRD）和分子模拟推测了其聚集体的结构形态。     

反应型凝胶剂2,4-二烷脲基甲苯衍生物及有机溶剂的室温凝胶化研究

通常制备有机分子凝胶是在高温下溶解凝胶剂,凝胶剂分子在冷却过程中进行自组装并使有机溶剂凝胶化.该方法限制了某些低沸点溶剂的凝胶化.利用甲苯二异氰酸酯与烷基胺的高反应活性,制备了3种反应型凝胶剂.这种反应型凝胶剂能以较低的浓度在室温下使某些芳香族和卤代烃溶剂形成热可逆的有机分子凝胶.场发射扫描电镜表明这种反应型凝胶剂在有机溶剂中自组装形成纤维状三维网络结构.随着烷基胺中的烷基链长度不同,形成的纤维状聚集体的形态也不同.FT-IR和1H NMR研究表明分子间氢键作用是反应型凝胶剂自组装的驱动力.通过XRD和分子模拟推测了其聚集体的结构形态.     

聚合有机凝胶印迹膜对D-和L-苯丙氨酸的选择性吸附

以1-甲基-2,4-二(N’-十八烷脲基)苯为凝胶剂,以液体单体丙烯酸-2-乙基己酯、甲基丙烯酸甲酯、二甲基丙烯酸聚乙二醇(200)酯以及模版分子和光敏引发剂的混合物为溶剂,研究表明,这种二烷基脲型凝胶剂在这些单体混合物中可进行超分子自组装,形成互相缠绕的具有纳米尺寸的纤维状聚集体,最终导致这些单体混合物首先形成稳定的超分子有机凝胶。然后经UV光引发聚合,经乙醇抽提凝胶剂聚集体和模板分子,制备了一种新型分子印迹的聚合有机凝胶薄膜。探讨了不同凝胶剂浓度、模板分子浓度、单体混合物配比所制备的印迹聚合有机凝胶薄膜对D-和L-苯丙氨酸吸附效率的影响。结果表明所制备的印迹聚合超分子凝胶对L-苯丙氨酸吸附效率约为对D-苯丙氨酸吸附效率的3～4倍,表现出明显的选择性吸附性。     

亚苄基山梨醇衍生物在有机溶剂中的自组装及凝胶化研究

从分子结构的差异、亲溶剂作用、分子几何构型、相转变热焓以及溶剂极性等方面研究了三种亚苄基山梨醇衍生物凝胶剂在有机溶剂中的自组装和凝胶化机理. 三种衍生物凝胶剂在结构上的差别仅在于亚苄基上甲基取代基数量不同. 结果表明: 由于亲溶剂作用的增加和分子几何构型的优化, 含甲基多的凝胶剂在有机溶剂中的自组装能力强, 表现在具有低的最低凝胶化浓度和高的相转变温度. 而溶剂极性的增强, 使三种衍生物凝胶剂形成的凝胶相转变温度降低. 偏光显微镜照片表明该凝胶剂在正辛醇凝胶中的聚集体晶型不同. 场发射扫描电镜照片表明三种衍生物凝胶剂自组装形成相互缠绕的纤维束网络结构. 紫外吸收光谱表明, 对比其溶液态, 三种衍生物聚集体苯环的K带发生红移, 表明π-π堆积作用是亚苄基山梨醇衍生物凝胶剂自组装的驱动力之一; 红移的幅度随苯环上甲基数量的增加而增加, 这与三种衍生物形成的分子凝胶的热稳定性相吻合.     

π-共轭三苯基苯衍生物的合成及其胶凝性能

合成了一系列三单脂肪链具有盘状结构的三苯基苯衍生物并研究了其在有机溶剂中自组装行为. 结果表明, 该系列衍生物在多种低极性有机溶剂中可以形成稳定的凝胶, 利用小角X射线衍射实验和扫描电子显微镜技术观察到干凝胶的分子排列具有层状结构, 形成纤维状和片层状聚集, 紫外-可见吸收光谱和红外光谱结果表明分子间氢键和π-π共轭堆积效应是形成自组装凝胶的主要驱动力. 在形成凝胶过程中, 凝胶剂分子在溶液中通过盘状中心的π-π共轭堆积效应和酰胺键的分子间氢键作用自组装成层状结构, 层状结构进一步组装形成纤维状和片层状聚集体, 最终形成三维网状结构阻碍溶剂流动形成凝胶.     

L-苯丙氨酸衍生物与脂肪胺构筑双组分超分子凝胶

设计合成了系列单链L-苯丙氨酸衍生物,该系列衍生物单组分没有胶凝性能. 选择脂肪胺作为配对物,与L-苯丙氨酸衍生物组成双组分体系后能够胶凝许多有机溶剂形成凝胶. 流变学测试显示该凝胶体系弹性模量（G’）比粘性模量（G"）约高一个数量级,有着很好的机械性能,并且呈现出典型的类固体的流变学行为. 傅里叶变换红外（FT-IR）光谱、核磁共振（NMR）谱、小角X射线衍射（SAXS）和扫描电镜（SEM）结果表明,凝胶中胶凝剂分子形成纤维状或片层状的聚集体,羧基（―COOH）和氨基（―NH₂）的酸碱作用、酰胺基团间（―CONH―）的氢键作用以及分子间范德华作用力是形成该凝胶的主要驱动力. 凝胶中胶凝剂分子自组装形成具有周期性的层状有序结构,层状结构进一步组装形成纤维状聚集体,最终形成三维网状结构阻碍溶剂流动形成凝胶.     

L-苯丙氨酸衍生物与脂肪胺构筑双组分超分子凝胶

设计合成了系列单链L-苯丙氨酸衍生物,该系列衍生物单组分没有胶凝性能.选择脂肪胺作为配对物,与L-苯丙氨酸衍生物组成双组分体系后能够胶凝许多有机溶剂形成凝胶.流变学测试显示该凝胶体系弹性模量(G′)比粘性模量(G′′)约高一个数量级,有着很好的机械性能,并且呈现出典型的类固体的流变学行为.傅里叶变换红外(FT-IR)光谱、核磁共振(NMR)谱、小角X射线衍射(SAXS)和扫描电镜(SEM)结果表明,凝胶中胶凝剂分子形成纤维状或片层状的聚集体,羧基(―COOH)和氨基(―NH2)的酸碱作用、酰胺基团间(―CONH―)的氢键作用以及分子间范德华作用力是形成该凝胶的主要驱动力.凝胶中胶凝剂分子自组装形成具有周期性的层状有序结构,层状结构进一步组装形成纤维状聚集体,最终形成三维网状结构阻碍溶剂流动形成凝胶.     

有机凝胶自组装模板法制备纳米材料

利用溶胶一凝胶聚合过程人工模拟生物矿化进程的技术,已经融人无机材料和超分子有机化学的研究领域.小分子有机凝胶因子在溶剂中发牛自组装,形成多种形态的有机凝胶超分子结构,以其为模板,经过溶胶一凝胶过程,可以诱导转录形成各种形态的纳米材料.本文介绍了利用有机凝胶因子自组装结构为模板制备形态可控无机材料的研究进展及模板结构诱导转录的两种可能机制.     

含偶氮苯基团的三枝状凝胶因子的合成和凝胶性质研究

设计合成了一种中心为三乙基氨基,酰胺基作为氢键连接基团,柔性的烷基链连接偶氮苯基团的含多种分子间弱相互作用的三枝状有机凝胶因子1.由于偶氮苯基团处于分子的外缘,在THF溶液中,凝胶因子1表现出良好的光致变色行为.凝胶性能测试中,分子间存在氢键作用、π-π相互作用等使得该化合物在醇类、有机酸类和乙腈等极性溶剂中极易形成稳定的有机凝胶.在少数的非极性溶剂,如正己烷和环己烷中也可以形成稳定凝胶,并且随着溶剂极性的不同,凝胶形貌呈现出规则的纤维状或带状结构.     

胆固醇分子印迹的聚合有机凝胶及其吸附性能研究

报道了一种新型胆固醇分子印迹的聚合有机凝胶.以3-胆固醇酰氧基丙酸(COPA)为模板分子,通过可聚合凝胶剂N-十八烷基马来酰胺酸(ODMA)在甲基丙烯酸β-羟乙酯、甲基丙烯酸和聚乙二醇二甲基丙烯酸酯混合溶液的自组装,首先形成稳定的超分子有机凝胶,经UV光引发原位聚合,再经乙醇提取模板分子后制得胆固醇非共价印迹的聚合有机凝胶.偏光显微镜(POM)和场发射扫描电镜(FE-SEM)表明ODMA在单体混合物中自组装形成带状聚集体,这为其后形成的印迹聚合有机凝胶的孔穴稳定性提供了保证.印迹聚合有机凝胶对胆固醇的吸附效率可达到64%,并与ODMA和COPA的含量有关.实验表明,当ODMA的含量由1wt%增加到3 wt%时,吸附量由15.7 mg/g增加到22.9 mg/g.当COPA的含量由4 wt%增加到7 wt%时,吸附量由16.8 mg/g增加到22.2 mg/g.然而,当ODMA含量过多时,吸附量反而下降,这主要归因于体系网络密度的增加导致扩散阻力增加.而COPA含量过多时,可能干扰ODMA的自组装,影响印迹孔穴的稳定性,同样使得吸附量下降.     

胆固醇分子印迹聚合有机凝胶的制备及其选择性吸附研究

以N-十八烷基马来酰胺酸(ODMA)为凝胶剂,在甲基丙烯酸β-羟乙酯、甲基丙烯酸、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯和模板分子3-胆固醇酰氧基丙酸(COPA)混合物中自组装形成稳定的超分子有机凝胶,经UV原位光聚合,乙腈提取模板分子制备了胆固醇非共价印迹聚合有机凝胶.吸附实验在水/THF中进行.结果显示胆固醇非共价印迹聚合有机凝胶...     

一类Fmoc保护二肽醇类凝胶因子的合成与凝胶化研究

合成了一类Fmoc保护二肽凝胶因子(Fmoc-Lys(Fmoc)-Tyr-OR, R=＝Me, Et, Hex),, 并通过加热溶解-冷却静置方法测试了其凝胶性能。. 它们可在多种脂肪醇类溶剂中形成有机凝胶,, 并且具有热可逆性。. 通过透射电镜发现,, R为Me的凝胶因子在正己醇中可自组装成纳米级纤维状结构,, 相互交织使溶剂得以固定形成半透明凝胶,, 而在正丙醇中则倾向自组装成多刺球状,, 形成不透明白色凝胶。. IR及荧光光谱分析结果表明氢键与π-π stacking作用参与了其凝胶化自组装,, 同时氢键在凝胶态的强度较其固态时降低。. 该结果也从XRD数据中得以进一步证实。     

一种有机酰腙类配体及其金属凝胶的结构及性能

设计合成了一种带有长链烷基和配位基团的新型有机配体2-吡啶甲醛-4'-十二烷氧基苯甲酰腙(简称L),并采用核磁(1H-NMR)、红外(FTIR)、电喷雾质谱(ESI-MS)和元素分析确认其结构.在乙醇和水的混合溶剂中,配体L可使溶剂凝胶化,并可与多种金属离子(Co(Ⅱ),Ni(Ⅱ),Zn(Ⅱ)和Cu(Ⅱ)作用,形成金属凝胶.采用扫描电镜分析表明,L自身形成的凝胶及金属凝胶的微观形貌均为相互搭接的纤维状结构.采用紫外光谱分析表明在乙醇溶液中L分子形成了聚集体.采用平板流变仪分析表明引入金属离子可提高凝胶的强度.进一步合成了L与Cu(Ⅱ)的配合物,通过对比配合物与金属凝胶的红外光谱和紫外光谱,证明金属凝胶中配体L与金属离子间形成了配位作用.     

脂肪酰谷氨酸与小分子有机凝胶

研究了脂肪酰谷氨酸作为凝胶因子在不同有机溶剂中的成胶性能。结果表明,小分子有机凝胶的形成及其稳定性与有机溶剂种类、凝胶因子浓度和凝胶因子中碳链长度密切相关。FT-IR表明,凝胶因子在有机溶剂中是通过氢键等非共价力相互作用而聚集、自我组装形成凝胶。利用光学显微镜观察发现,凝胶因子在不同有机溶剂中形成凝胶的微观结构不同。     

能使有机溶剂凝胶化的凝胶因子研究进展

较系统地综述了有机凝胶因子的种类及其在有机溶剂中聚集与自我组装,形成有机凝胶的研究进展。     

4,4′-二(硬脂酰胺基)二苯甲烷在乙烯基类单体中的分子组装及其结构形态研究

4,4′-二(硬脂酰胺基)二苯甲烷(BSDM)能在乙烯基类单体中进行聚集、自组装,并可使苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯等凝胶化,形成相应的分子凝胶.凝胶/溶胶相变温度(TGS)与BSDM浓度有关,BSDM质量分数越大,凝胶体系中分子间氢键和π-π键越多,要破坏它们所需要的能量越高,TGS因而也就越高.透射电镜表明,BSDM在各种可聚合溶剂中通过分子间相互作用形成类似纤维状的聚集体结构.BSDM在可聚合溶剂聚合前后的偏光显微照片表明,BSDM在体系中的晶型结构是球晶.     

4,4′-二(硬脂酰胺基)二苯甲烷在乙烯基类单体中的分子组装及其结构形态研究

4,4′-二(硬脂酰胺基)二苯甲烷(BSDM)能在乙烯基类单体中进行聚集、自组装,并可使苯乙烯、丙烯酸丁酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸-2-羟基乙酯等凝胶化,形成相应的分子凝胶.凝胶/溶胶相变温度(TGS)与BSDM浓度有关,BSDM质量分数越大,凝胶体系中分子间氢键和π-π键越多,要破坏它们所需要的能量越高,TGS因而也就越高.透射电镜表明,BSDM在各种可聚合溶剂中通过分子间相互作用形成类似纤维状的聚集体结构.BSDM在可聚合溶剂聚合前后的偏光显微照片表明,BSDM在体系中的晶型结构是球晶.     

水诱导N,N′,N″-三(4-吡啶基)-均三苯甲酰胺形成超分子凝胶研究

以均三苯甲酸为母体分子,用4-氨基吡啶对其进行化学修饰,合成了N,N′,N″-三(4-吡啶基)-均三苯甲酰胺(4-btapa)并考察其在不同溶剂及酸碱度中的胶凝性能.实验结果表明,4-btapa不溶于水,但可溶于一些极性溶剂中.室温条件下,在4-btapa的DMSO溶液中加入适量的水,可直接形成稳定凝胶.而在DMF,THF等溶剂形成的溶液中室温条件下加入适量的水得到只能得到粘度较大具有流动性的混浊液,但将得到的混浊液加热溶解后室温冷却均能形成稳定凝胶.扫描电子显微镜观察到4-btapa在不同含水有机溶剂中都能形成纤维状自组装聚集体,而4-btapa在p H=3.0的水-乙醇体系中呈明显的纤维团簇结构,与p H=7.0时的规则的纤维结构相比存在较大的差异,说明p H值会影响凝胶因子聚集形貌.核磁共振和红外光谱结果表明凝胶中存在N—H…Py的分子间氢键和芳香环的π-π堆积作用.根据FT-IR,1H NMR结果并比对干凝胶与晶体XRD曲线得到了凝胶因子4-btapa在凝胶(p H=7.0)中的自组装排列方式.     

基于β⁃环糊精@全氟壬酸主客体作用构筑的斜六面体结构水凝胶

研究了一种全氟脂肪酸表面活性剂全氟壬酸(PFNA)与β-环糊精(β-CD)在水溶液中的自组装行为. 通过改变PFNA和β-CD的混合比例及浓度, 得到了由高度规整的厚度约为几百纳米, 长度约为十几微米的斜六面体组成的水凝胶, 并绘制了该体系的相图; 根据实验结果推测了该水凝胶的形成机理, PFNA分子的尾链包合在β-CD的空腔内形成了1∶1包合物(β-CD@PFNA), 该包合物作为构筑基元, β-CD分子以“头对头、 尾对尾”形式相互连接成“管道型”结构, 这些管道在β-CD分子间氢键作用下堆积进而结晶诱导形成斜六面体聚集体; 该六面体进一步交叉连接形成三维网状结构, 包裹住溶剂水分子从而形成水凝胶. 这种基于碳氟表面活性剂和环糊精主客体作用的自组装策略有望为新颖聚集体的可控自组装提供新思路.     

超分子凝胶在催化有机反应中的应用

超分子凝胶是有机小分子通过分子间非共价作用形成的使溶剂固定的三维网络结构胶体。 综述关注了近年来超分子凝胶在催化有机反应中一个新的应用方向,依据凝胶剂结构特征和催化反应的类型对迄今报道的小分子凝胶催化剂进行了深入的总结与归类,揭示凝胶催化的独特性,并对其存在的问题和发展趋势进行了讨论。